filiación geoquímica mantélica de las rocas ígneas de

El magmatismo tardi-orogénico de la Zona Cantá-brica (ZC) es en general escaso; de forma signifi-cativa sólo está representado en tres áreas: grani-toides de la Región Palentina (Unidad de Pisuerga-Carrión), grupo de Infiesto y grupo de Salas-Bel-monte (Suárez y Corretgé, 1987). En conjunto estemagmatismo está asociado al desarrollo de grandesestructuras distensivas tardi-hercínicas (Gallasteguiet al., 1990). Datos aislados de edades absolutas(Rb-Sr: roca total y biotita; K-Ar: biotita) sitúanesta actividad en el límite Carbonífero Superior-Pérmico Inferior (aprox. entre 300-275 Ma; Suárezet al., 1978; Harris, 1979; Gallastegui et al., 1992;Martín-Izard et al., 1998c). Está representado por

pequeños cuerpos intrusivos y ocasionalmente sub-volcánicos que varían en composición desde ga-bros a granitos monzoníticos. Suelen desarrollarmetamorfismo de contacto de alto grado y es habi-tual que presenten alteraciones hidrotermales a lasque van asociadas mineralizaciones metálicas, fre-cuentemente con contenido aurífero. Desde el pun-to de vista geoquímico se han puesto de manifiestolas afinidades potásicas, e incluso shoshoníticas, departe de este magmatismo (Bea et al., 1987; Suárezet al., 1993; Valverde, 1993).

La existencia de rocas plutónicas en Salas-Belmon-te es conocida a partir de los trabajos de Schulz(1858). García de Figuerola y De la Peña (1964)

Filiación geoquímica mantélica de las rocas ígneas de Salas-Belmonte: Implicaciones petrogenéticas

(Zona Cantábrica, Macizo Ibérico)

Suárez, O.; Gallastegui, G.; Cuesta, A. y Corretgé, L. G.

Dpto. de Geología. Univ. Oviedo. 33005 Oviedo, España.

Recibido el 30 de Septiembre de 1998. Aceptado el manuscrito revisado el 31 de Diciembre de 1998.

Resumen: Los stocks que integran el conjunto plutónico de Salas-Belmonte, en el extremo occi-dental de la Zona Cantábrica (Macizo Ibérico), están constituidos por rocas que varían en compo-sición entre gabros y monzogranitos. Representan un magmatismo cafémico, calcoalcalino rico enpotasio y tardi-orogénico. Los datos petrográficos y geoquímicos obtenidos sugieren la partici-pación en su génesis de magmas derivados de una fuente mantélica subcontinental, enriquecida ono, y modificados por procesos de hibridación/asimilación con fundidos de origen cortical. Losprocesos de cristalización fraccionada en niveles corticales superiores parecen haber tenido un pa-pel subsidiario.

Palabras clave: Magmatismo calcoalcalino rico en potasio. Fuente mantélica. Tardi-hercínico.Zona Cantábrica. Macizo Ibérico.

Abstract: The Salas-Belmonte intrusive group outcrops in the westernmost part of the CantabrianZone (Iberian Massif). It is formed by rocks ranging in composition from gabbro to monzograni-te. The group represents a case of cafemic, potassium rich, calc-alkaline and late-orogenicmagmatism. Trace and REE contents and patterns, together with petrographic data, point to an en-riched or not, subcontinental lithosphere as the mantelic primitive magmas source, later modifiedby hybridization/assimilation processes with crustal melts. Fractional crystallization processes atupper crust levels played likely a minor role.

Key words: K-rich calc-alkaline magmatism, mantle source, late-Hercynian, Cantabrian Zone,Iberian Massif.

estudiaron aspectos petrográficos y geoquímicosde los stocks de Carlés y Arcellana, y Corretgé(1969) resaltó la abundancia de hiperstena, asig-nándoles un cierto carácter charnockítico. Por susimilitud petrográfica, Suárez y Corretgé (1987)las incluyen en el mismo grupo que los stocks dePorcía-Salave en la Zona Astur-Occidental Leone-sa (ZAOL), aunque en Salas-Belmonte destaca lapresencia de hiperstena en rocas monzoníticas agranodioríticas.

Marco Geológico

El conjunto de Salas-Belmonte, localizado cercadel límite O de la ZC, en los concejos de Salas yBelmonte de los que toma el nombre, está formadopor varios cuerpos intrusivos, en general de dimen-siones reducidas, con morfología típica de stocks olacolitos. De norte a sur son: Arcellana (Godán-Ar-cellana), Carlés, Courio (apuntamientos de Sierradel Courio, la Brueba y Pando), Leiguarda, Ponti-go-Villaverde y Boinás (Fig. 1). La zona en la queafloran estas intrusiones se conoce actualmente co-mo “distrito minero de Salas-Boinás” y constituyela parte de mayor interés dentro del cinturón aurí-fero del Río Narcea, área de 45 km de longitud por5 de anchura, caracterizada por la alineación deminas romanas, depósitos minerales, cuencas ter-ciarias, una alta densidad de fracturas y aflora-mientos ígneos (Pevida et al., 1998).

Los cuerpos intrusivos aparecen emplazados enmateriales de edad Cámbrico Inferior hasta el De-vónico Inferior y de ellos se ha dicho que, en parte,se acoplan a las estructuras hercínicas (Corretgé etal., 1970) o aparecen relacionados con lineamien-tos de dirección NNE-SSO (Gutiérrez Claverol etal., 1988; Jahoda et al., 1989).

La geometría de los cuerpos intrusivos, sometida aun fuerte control estratigráfico y estructural, co-rresponde a una morfología de lacolitos múltiples(Pevida et al., 1998). Por ejemplo, el stock de Car-lés resulta de un doble control estructural y estrati-gráfico debido al emplazamiento preferencial se-gún fracturas NE-SO (y sus conjugadas NO-SE) ya favor del contacto entre areniscas ferruginosas ycalizas de edad Silúrico-Devónico Inferior (Boixet,1993; Martín Izard et al., 1998b).

En torno a estas intrusiones se desarrolla un me-tamorfismo térmico que alcanza condiciones de al-to grado (corneanas piroxénicas). Aunque las aure-olas de contacto no tengan un gran desarrollo, elhecho más destacable es la formación de endo yexoskarnes; la naturaleza de estos últimos, cálcicao magnésica, depende del tipo de roca carbonatada–caliza o dolomía– sobre el que se desarrollen (Pe-vida et al., 1998; Martín Izard et al., 1998a).

Petrografía

La petrografía de los cuerpos intrusivos de Salas-Belmonte ha sido descrita en detalle por Corretgé(1969) y Corretgé et al. (1970). Según los datos ac-tualmente disponibles, estas rocas se clasifican enel triángulo QAP propuesto por la IUGS comocuarzogabros / cuarzodioritas, tonalitas, cuarzo-monzogabros / cuarzomonzodioritas, granodioritasy granitos monzoníticos. En conjunto, aunquemuestran una dispersión bastante marcada, definenuna tendencia calcoalcalina monzonítica en los dia-gramas de Lameyre y Bowden (1982).

La diversidad petrográfica –textural y mineralógi-ca– característica de todo el conjunto de Salas-Bel-monte, se pone también de manifiesto dentro de lasdiferentes intrusiones aunque con menor rango devariación. En ellas se han diferenciado un conjuntogabrodiorítico rico en piroxenos y un conjuntoconstituido por granodioritas y granitos monzoníti-cos (Suárez y Corretgé, 1987; Corretgé y Suárez,1990).

Rocas gabrodioríticas. Están representadas princi-palmente en Arcellana y Courio, aunque tambiénaparecen en Pontigo-Villaverde. Presentan caracte-rísticas intermedias entre gabros y dioritas. Lasplagioclasas (An>50%) y el valor medio del índicede color (IC<40) indican que se trata de leucoga-bros. Aunque la proporción de ortopiroxeno/clino-piroxeno varía de unas rocas a otras, predominanetamente el ortopiroxeno y por tanto se conside-ran rocas gabronoríticas.

Estas rocas están formadas esencialmente por pla-gioclasa (An48-90), ortopiroxeno (En45-80), clinopiro-xeno (augita-salita), biotita (Fe*= 0,4-0,65), anfí-bol (magnesio-hornblenda a tremolita), feldespatopotásico y cuarzo. Como accesorios contienen apa-

364 O. SUÁREZ, G. GALLASTEGUI, A. CUESTA Y L. G. CORRETGÉ

FILIACIÓN GEOQUÍMICA DE LAS ROCAS ÍGNEAS DE SALAS-BELMONTE: IMPLICACIONES PETROGENÉTICAS 365

Figura 1. Esquema cartográfico del conjunto plutónico de Salas-Belmonte, extraído y simplificado del elaborado por Río Narcea Gold Mines(Pevida et al. 1998).

tito, circón y opacos, además de olivino que apare-ce solamente dentro de enclaves en Arcellana. Lasplagioclasas presentan zonación muy marcada tan-to de tipo patchy como oscilatoria normal e inver-sa, con fuerte contraste composicional (> 20 % An)y resorción entre zonas, e inclusiones de piroxenocon distribución zonal. De los máficos, el olivino ypiroxenos presentan morfologías corroidas; los pi-roxenos muestran coronas de anfíbol y/o biotita.

Texturalmente se diferencian dos tipos: i) Rocas hi-pidiomórficas, características de Arcellana; de tex-turas tipo heteroadcumulado con plagioclasas y pi-roxenos como fases cúmulo y anfíbol, feldespatopotásico, biotita y cuarzo como intercúmulo. Losanfíboles aparecen principalmente como fases reac-cionales o secundarias que reemplazan a los piroxe-nos. ii) Rocas microporfídicas, frecuentes en elCourio; son ricas en microfenocristales (35-60 %)de plagioclasa, piroxenos y, ocasionalmente, de bio-tita, siendo frecuentes las acumulaciones glomero-porfídicas de estos minerales junto con algunosopacos. La mesostasis consiste en un agregado degrano muy fino constituido por plagioclasa, piroxe-no y biotita, a los que se añaden cuarzo y ortosaque, en algunas de estas variedades, aparecen for-mando intercrecimientos de tipo micropegmatítico.

Granodioritas. Contienen biotita, anfíbol y, ocasio-nalmente, ortopiroxeno como fases ferromagnesia-nas; se diferencian facies hipididiomórficas de gra-no medio y facies microporfídicas. Las primeras es-tán representadas principalmente en Carlés (acom-pañadas de tonalitas subsidiarias) y las segundas enPontigo-Villaverde junto con gabrodioritas.

Granitos monzoníticos. Constituyen gran parte dela intrusión de Boinás, en donde aparecen acompa-ñados por cantidades subordinadas de granodiori-tas y cuarzomonzonitas. Son rocas porfídicas confenocristales de feldespato potásico y cuarzo conmorfología globosa o bipiramidal.

Enclaves y xenolitos. En todas estas rocas aparecenenclaves y xenolitos. Los enclaves son de tipo mi-crogranudo máfico y más frecuentes en las grano-dioritas que en las rocas gabrodioríticas. En las ro-cas gabrodioríticas abundan más los xenolitos, quesuelen ser de pequeño tamaño y forma redondeada.Son característicos los constituidos esencialmentepor plagioclasa, piroxeno, espinela hercinítica ymagnetita; esta mineralogía ha sido interpretada

como restítica con evidencias de equilibrio entreinclusión y roca englobante (Suárez et al., 1992).Con carácter más excepcional se encuentran algu-nos xenocristales que corresponden principalmentea cuarzo y granate en Boinás y Leiguarda.

Finalmente, la intrusión de Leiguarda representaun caso aparte debido a la fuerte alteración hidro-termal desarrollada que reemplaza totalmente lamineralogía primaria, con la excepción de cristalesde cuarzo globulares. Por sus características petro-gráficas parece comparable a las granodioritas mi-croporfídicas tipo Pontigo-Villaverde o Boinás.Teniendo en cuenta su composición química, la al-teración sufrida podría corresponder a una sumade los procesos del tipo potásico y sericítico (Bar-ton et al., 1991).

Caracterización geoquímica

En la Tabla I se incluyen 12 análisis representati-vos de las rocas del conjunto de Salas-Belmonte,de un total de 49. Los análisis de elementos mayo-res y parte de los trazas (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Rb,Sr, Y, Zr, Nb, Ba, U, Th y Pb) se han realizado porFRX en el Laboratorio de Geología y Geoquímicade la Univ. de Oviedo. El resto de trazas y tierrasraras (REE) han sido analizados por ICP-MS en laUniv. de Granada. En el tratamiento posterior sehan recalculado los porcentajes en peso de los óxi-dos mayores en base anhidra.

Clasificación y tipificación

Según valores recalculados, el conjunto de Salas-Belmonte incluye rocas de composición intermediay ácida con contenidos variables entre 55-78 % deSiO2, aunque predominan las comprendidas entre el60-70 %. Mayoritariamente se clasifican comocuarzomonzodioritas, granodioritas y monzograni-tos, con escasas cuarzodioritas-tonalitas en el Cou-rio, y cuarzomonzonitas y granitos restringidos aBoinás (diagrama P-Q de Debon y Le Fort, 1988;Fig. 2). Las rocas de Arcellana, junto con algunasdel Courio y Pontigo-Villaverde, constituyen lostérminos más básicos de todo el conjunto (dioritas ygabros en el diagrama R1-R2 de De La Roche y Le-terrier, 1973; no incluido) mientras que parte de lasrocas de Boinás representan el extremo más ácido.



Courio Arcellana Pontigo Boinás Carlés Leiguarda

Muestra 11514 11512 11513 11509 11518 11500 11519 11761 11496 11495 11497 11515%

SiO2 54,90 59,90 59,68 62,62 53,76 55,50 56,68 53,24 59,10 61,56 64,59 62,70TiO2 1,13 0,92 0,65 0,71 1,13 1,11 0,92 1,16 0,89 0,69 0,63 0,50Al2O3 17,31 16,71 19,08 15,51 17,39 17,80 17,16 18,97 17,68 17,28 15,66 15,18Fe2O3 8,10 6,40 4,19 5,00 8,71 7,55 6,79 7,68 6,17 4,77 4,19 4,18MgO 4,91 3,32 1,75 2,60 4,53 3,87 3,72 3,33 2,76 1,75 2,09 2,45MnO 0,12 0,10 0,06 0,08 0,13 0,12 0,10 0,10 0,10 0,05 0,06 0,05CaO 6,85 5,29 5,77 4,02 7,35 6,49 5,56 5,83 5,11 3,60 3,53 1,41Na2O 3,06 4,22 2,96 2,96 2,72 3,18 2,95 2,55 3,41 3,50 3,09 0,00K2O 2,30 3,20 3,38 3,85 2,16 2,30 3,17 3,17 2,90 4,41 4,02 8,73P2O5 0,22 0,21 0,14 0,15 0,16 0,24 0,20 0,26 0,22 0,25 0,14 0,20P.F. 0,91 0,19 1,89 1,89 1,43 1,40 2,11 2,94 1,26 1,59 1,25 4,44Total 99,26 99,15 99,08 99,30 100,03 99,94 99,65 100,55 99,30 99,06 99,80 99,43p.p.m.Nb 11 15 13 14 10 19 15 2 16 18 15 18Zr 190 250 321 258 61 197 186 159 203 244 201 212Y 36 37 27 35 35 30 34 31 27 19 30 22Sr 375 352 435 288 425 451 418 539 415 391 300 23Rb 77 101 87 121 70 62 84 83 83 171 142 192Ba 538 794 1092 824 464 667 664 655 743 925 761 608Zn 96 74 56 56 99 89 71 48 89 41 53 60Cu 10 15 12 8 28 9 13 116 12 42 4 11Ni 22 13 4 11 13 11 6 7 9 12 10 6Co 31 39 34 38 37 37 27 27 31 57 41 18Cr 129 56 34 53 73 50 38 15 38 22 44 17V 157 102 54 88 145 135 154 60 85 47 65 45Th 12 16 14 17 12 9 12 11 13 15 68 16Pb 20 22 29 19 19 23 17 12 17 16 28 19Cs 3 5 4 4 2 2 3 3 3 3 8 7Sc 23 17 11 16 32 22 20 16 14 9 10 7Ga 21 20 22 21 21 22 20 23 22 20 20 18Ta 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1Hf 7 8 9 8 2 7 6 5 8 8 7 8Tl 0,4 0,5 0,5 1 0,4 0,4 0,4 0,6 0,4 1 0,7 1

La 38,60 44,21 40,93 41,39 30,39 36,09 37,07 33,27 41,69 38,20 43,71 34,25Ce 81,34 93,77 81,52 84,51 62,58 72,57 79,79 68,34 87,84 80,45 94,98 71,17Pr 9,45 10,38 8,73 9,74 7,60 8,63 8,95 8,16 9,68 9,12 9,94 7,88Nd 36,26 38,77 32,63 36,85 30,16 32,82 35,32 32,24 37,55 33,82 37,36 30,01Sm 7,59 7,90 5,98 7,90 7,07 6,89 7,46 6,73 7,38 6,68 7,21 6,16Eu 1,64 1,51 1,89 1,28 1,67 1,70 1,58 1,86 1,67 1,61 1,20 1,25Gd 7,03 6,88 5,07 6,35 5,97 5,80 6,46 5,65 5,86 5,42 6,30 4,98Tb 1,14 1,10 0,80 0,98 0,95 0,88 1,01 0,85 0,88 0,76 1,02 0,74Dy 6,56 6,37 4,68 6,00 6,17 5,04 6,12 5,35 5,03 4,08 5,84 4,22Ho 1,45 1,39 1,02 1,31 1,32 1,05 1,32 1,15 1,02 0,77 1,21 0,82Er 3,82 3,65 2,81 3,46 3,42 2,87 3,54 3,02 2,78 2,00 3,32 2,12Tm 0,57 0,58 0,44 0,54 0,53 0,45 0,54 0,45 0,39 0,31 0,52 0,32Yb 3,57 3,48 2,80 3,41 3,29 2,73 3,29 2,58 2,38 1,73 3,25 1,97Lu 0,52 0,51 0,46 0,52 0,49 0,42 0,47 0,38 0,37 0,26 0,48 0,31

Tabla I. Análisis químico de elementos mayores, trazas y tierras raras representativos del conjunto plutónico de Salas-Belmonte.

En el diagrama P-Q (Fig. 2), que como otros in-cluye el área ocupada por el resto de rocas intrusi-vas tardi-hercínicas de la Cordillera Cantábrica(área sombreada), el conjunto de Salas-Belmontese proyecta en una posición intermedia entre lasasociaciones calcoalcalinas y subalcalinas; corta latendencia evolutiva de las primeras y muestra cier-to carácter monzonítico, aunque menos acusadoque en el de Infiesto. Las rocas con un comporta-miento más próximo son las del conjunto Porcía-Salave, mientras que las del Pisuerga-Carrión defi-nen una tendencia más típicamente calcoalcalina.Es de destacar la posición anómala de las rocas deLeiguarda, cuya alteración (ver Tabla I) ha deter-minado su posterior exclusión.

El conjunto de Salas-Belmonte muestra, como to-das las rocas de la Cordillera Cantábrica, afinidadcalcoalcalina en los diagramas AFM y K2O/SiO2

(Fig. 2). En general son rocas calcoalcalinas ricasen potasio (diagrama K2O/SiO2 de Peccerillo yTaylor, 1976), con relaciones K2O/(K2O+Na2O) enmuchos casos superiores a 0,50, y metaalumino-sas a moderadamente aluminosas (caso de Carlés,A/CNK < 1,15) (Fig. 2). Corresponden en conjun-to a una asociación cafémica (diagrama A-B de

Debon y Le Fort, 1988; no incluido), caráctercompartido por el resto de las rocas de la Cordi-llera Cantábrica.

Por su contenido en potasio las rocas que más seaproximan a las de Salas-Belmonte son las dePorcía-Salave. Como en el diagrama P-Q ambosconjuntos ocupan posiciones intermedias en eldiagrama K2O/SiO2 (Fig. 2) respecto a las rocasdel Pisuerga-Carrión e Infiesto (que incluyen tér-minos calcoalcalinos normales, e incluso pobresen K, y shoshoníticos respectivamente). En el dia-grama K2O/SiO2 las rocas de Salas-Belmonte, yde forma más acusada todas las de la CordilleraCantábrica, cortan los campos representativos delas diferentes asociaciones calcoalcalinas; com-portamiento que no se ajusta a un simple procesoevolutivo por cristalización fraccionada (Robertsy Clemens, 1993).

La naturaleza cafémica y metaaluminosa a modera-damente aluminosa de algunas rocas ácidas es unatónica general de las rocas de la Cordillera Cantá-brica; algunas rocas peralumínicas corresponden atérminos ácidos afectados por una intensa altera-ción que ha podido acentuar este carácter (Fig. 2).


K2O

/(K

2O+N

a 2O)

Q=Si/3-(K+Na+2Ca)

K2O

2001000-100-200-300-4000

100

200

300

P=K-(Na+Ca)

to gd ad gr

qd

qmzdqmzCALK

SALKD

SLAKL

8075706560555045400

2

4

6

SiO2

Ca

Ca K

Sh

A M

F

to

ca

sh

0,40,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

A/CNK

Metaaluminoso Peraluminoso

1,81,61,41,21,00,80,6

Leiguarda

Figura 2. Diagrama de clasifi-cación P-Q (Debon y Le Fort,1988), en el que se incluyen lastendencias evolutivas de lasasociaciones calcoalcalinas(CALK) y subalcalinas mela-nocrática (SALKD) y leucocrá-tica (SALKL); diagrama AFM,K2O/SiO2 de Peccerillo y Tay-lor (1976) y K2O/(K2O+Na2O)vs. A/CNK. (Leyenda: Triángu-los negros-Arcellana; Círculosnegros-Courio; Triángulosblancos- Pontigo-Villaverde;Círculos blancos-Carlés; Cru-ces-Boinás).

Por su contenido en Mg y Fe son rocas calcoalcali-nas normales situadas muy próximas a la línea crí-tica que según Debon (1991) separa las asociacio-nes calcoalcalinas ferríferas de las magnesianas.Destaca, sin embargo, el carácter más magnesiano

de algunas rocas de Carlés respecto a las de Courioy Pontigo-Villaverde.

La composición de las biotitas proporciona resulta-dos coherentes con la tipificación geoquímica. Porsus contenidos en Mg y Alt (Nachit et al., 1985) (Fig.3) las rocas de Salas-Belmonte son subalcalinas, enlas que la biotita estaría sola o acompañada por anfí-bol y/o piroxeno. Por otra parte, la variación en elcontenido de Alt es un índice cualitativo de la partici-pación cortical o mantélica (Nachit et al., 1985). Enese sentido las biotitas de las rocas de Salas-Belmon-te, relativamente pobres en aluminio, corresponderí-an a rocas de filiación esencialmente mantélica conparticipación limitada de material cortical.

Los diagramas de Harker de elementos mayores(Fig. 4) ponen de manifiesto la ausencia de lagunaso huecos composicionales en el contenido en SiO2

del conjunto de Salas-Belmonte –aunque sí existendentro de cada intrusión– y un comportamiento ca-racterizado por una progresiva disminución en elcontenido de todos los óxidos con el aumento de


432102

3

4

Mg

AltAsociaciones:alumino-potásicas

Calco-alcalinas

Sub-alcalinasAlcalinas

Figura 3. Tipificación geoquímica basada en el quimismo de las bioti-tas de los cuerpos intrusivos (área sombreada), sobre el diagramaMg/Alt de Nachit et al. (1985).

2

4

6

8

FeOt

12

14

16

18

20

1

2

3

4

5MgO

0,4

0,8

1,2TiO2

2

4

6

CaO

80706050

2

3

4

Na2O

807060500,0

0,1

0,2

P2O5

SiO2

2

4

6

K2O

80706050

0,00

0,05

0,10

0,15

MnO

Al2O3

SiO2SiO2

Figura 4. Diagramas de Harker mostrando la evolución de los elementos mayores respecto al aumento del contenido en sílice. Destaca la ausen-cia de lagunas composicionales en el contenido en sílice de todo el conjunto. (Leyenda: Triángulos negros-Arcellana; Círculos negros-Courio;Triángulos blancos-Pontigo-Villaverde; Círculos blancos-Carlés; Cruces-Boinás).

SiO2, excepto el K2O que se comporta como in-compatible. Todos los óxidos muestran en generalbuena correlación describiendo tendencias linealespara todo el conjunto, salvo el Na2O y P2O5 para losque algunos stocks no se encuentran en la mismalínea evolutiva. Las rocas más básicas del Couriomuestran dispersión en Al2O3 y MgO para valoresde SiO2 similares, y salvo en un caso, son más ricasen aluminio y pobres en magnesio que las de Arce-llana. Por su parte, las rocas de Boinás con menorcontenido en sílice son más pobres en MgO y CaOy más ricas en K2O y P2O5 que las de otros stockscon similar porcentaje en sílice. Finalmente, elcontenido en SiO2 viene a ser el criterio que permi-te individualizar cada uno de los stocks. En gene-ral, Arcellana representa contenidos de SiO2 < 58%; Courio cubre el segmento entre 60 y 65 %; Car-lés 65-68 % y Boinás valores de SiO2 > 65 %. Pon-tigo-Villaverde parece más heterogéneo y se apartade este comportamiento, ya que ofrece composi-ciones que cubren todo el espectro.

Elementos traza y tierras raras

De los elementos alcalinos y alcalinotérreos, Rb, Ba(Fig. 5) y Cs aumentan progresivamente con el con-tenido en sílice, mientras que el Sr tiene correlaciónnegativa (Fig. 5). El elemento que muestra mejorcorrelación es el Rb, pero aun así, Boinás se separapor su mayor contenido en este elemento de la líneaevolutiva general. El resto de elementos altamenteincompatibles como Th, tierras raras ligeras(LREE) (Fig. 5), U y Ta también aumentan con elcontenido en sílice, con la excepción de Boinás quese empobrece en La y Ce; el Nb –como el Zr y Hf–tiene comportamiento incompatible hasta composi-ciones de aproximadamente el 62 % de SiO2 y com-patible hacia los términos más ácidos (Fig. 5).

Dentro de estas pautas evolutivas generales, cadastock tiene comportamientos propios. En el Courioexisten variaciones composicionales entre los tér-minos más básicos (≈ 55 % de SiO2) y los más áci-dos, pero éstos últimos muestran, o dispersión, ocontenidos relativamente constantes para todos loselementos antes citados. Este comportamiento essimilar en Carlés para Rb, Ba y, también en Arce-llana, para el Sr; sólo Pontigo-Villaverde y Boinásmuestran claro aumento en Rb. El Nb es incompa-

tible en Arcellana y entre los términos más básicosy ácidos de Courio y Pontigo-Villaverde, mientrasque estos últimos no muestran variación significa-tiva; por el contrario, en Carlés y Boinás correla-ciona negativamente con la sílice.

De los elementos moderadamente incompatibles,Zr, Hf, Y y tierras raras pesadas (HREE), el Zr(Fig. 5) ofrece valores bastante constantes en elCourio y Carlés y muy dispersos en Arcellana pa-ra variaciones mínimas en sílice; en Pontigo-Villa-verde tiene evolución compatible y en Boinás in-compatible. Este comportamiento es similar parael Hf y, al igual que para el Nb, indica una evolu-ción general de estos elementos marcada por elcambio de incompatibles a compatibles en compo-siciones situadas en torno al 62 % de sílice, conindependencia del stock al que pertenezcan. El Y eYb no presentan correlación aparente con la sílice,mostrando un comportamiento individualizadodentro de cada stock, más evidente en el Yb (Fig.5). Los elementos de transición, Cr, V, Zn (Fig. 5),Ni, Sc y Co, tienen para todo el conjunto una co-rrelación negativa con la sílice, aunque tambiéncon diferentes pautas evolutivas dentro de cadastock considerado.

En resumen, se puede destacar: i) la dispersión quemuestran para algunos elementos (Sr, Cr, V, Y eYb) las rocas más básicas del Courio, como tam-bién ocurría con algunos óxidos mayores; ii) la es-casa variación en el contenido de algunos elemen-tos respecto al incremento en sílice no sólo de lasrocas del Courio, sino también de Carlés (y Arce-llana para el Sr), y iii) las diferencias en las pautasevolutivas dentro de cada stock.

Los diagramas de elementos traza normalizados aN-MORB (Pearce, 1982) se caracterizan por enri-quecimiento en elementos altamente incompatibles(LILE) y LREE, así como en elementos moderada-mente incompatibles (HFSE). Es decir, enriqueci-miento continuo desde Sr hasta Sm, con anomalíasnegativas relativas de Sr, Ba, Ta, Nb, P y Ti (Fig.6); Y e Yb se mantienen próximos a la unidad,mientras que Sc (salvo en Arcellana) y Cr se en-cuentran empobrecidos sobre todo en Pontigo-Vi-llaverde y Boinás.

Las principales variaciones radican en el mayor en-riquecimiento en Rb y aumento de la anomalía ne-


gativa de Ba respecto a Rb y Th (muy baja o ine-xistente en las rocas más básicas de Arcellana,Pontigo-Villaverde y Courio) hacia las rocas másricas en sílice como Carlés y Boinás, y en el gradode empobrecimiento en Sc y Cr, mientras que elenriquecimiento en LREE y HFSE, salvo Zr y Hf,no presenta variaciones tan acusadas.

En lo que se refiere a las REE, los contenidos nor-malizados al condrito de Evensen et al. (1978) secaracterizan por espectros poco fraccionados, conrelaciones (La/Yb)N = 15-5,6, aunque son mayori-tarias las rocas con relaciones (La/Yb)N < 10 (Fig.7). La fraccionación de LREE es ligeramente supe-rior en Boinás y Carlés, junto con algunas rocas delCourio; la fraccionación de HREE es muy escasa

pero también algo superior en parte de las rocas deBoinás y Carlés respecto a Courio, Arcellana yPontigo. La escasa fraccionación de HREE dife-rencia a las rocas de Salas-Belmonte, y también dePorcía-Salave, del resto de las de la Zona Cantábri-ca que tienen espectros muy fraccionados para lasHREE (Cuesta et al., 1998).La anomalía negativa en Eu es en general pocoacusada o inexistente. Algunas rocas del Courio yPontigo tienen anomalía positiva mientras que lasmayores anomalías negativas corresponden tam-bién a algunas rocas del Courio y, sobre todo, aBoinás y Carlés (Fig. 7).El contenido total de REE aumenta con el conteni-do en SiO2, excepto en Boinás que muestra notable


Figura 5. Diagramas de Harker que muestran la evolución de algunos elementos traza más significativos respecto al contenido en sílice. (Leyen-da: Triángulos negros-Arcellana; Círculos negros-Courio; Triángulos blancos-Pontigo-Villaverde; Círculos blancos-Carlés; Cruces-Boinás).

dispersión e incluso correlación negativa. La ano-malía en Eu (Eu/Eu*) también aumenta, de formamás pronunciada en las rocas comprendidas entreel 55-60 % de SiO2 y más atenuada en las rocas de60-70 %. La relación (La/Sm)N muestra correlaciónpositiva con la sílice mientras que (La/Yb)N au-menta muy ligeramente y (Gd/Yb)N se mantieneconstante.

La morfología de los espectros con ausencia deformas cóncavas, las bajas relaciones (La/Yb)N ydébil correlación positiva de esta relación con la sí-lice indican escasa importancia del papel jugadopor la fraccionación de anfíbol. Los altos conteni-dos en Sc, Y y HREE, y las bajas relaciones(Tb/Yb)N (2-1,14) y Zr/Y (12-1,7) indican escasaimportancia de fraccionación de granate, aunque


Figura 6. Espectros normalizados de elementos traza respecto a N-MORB, según valores de normalización de Pearce (1982), que muestran enri-quecimiento respecto al valor de normalización desde Sr hasta Sm. Leyenda para el gráfico que representa el total de la población: Triángulos ne-gros-Arcellana; Círculos negros-Courio; Triángulos blancos-Pontigo-Villaverde; Círculos blancos-Carlés; Cruces-Boinás).

por el contrario el Sc muestra buena correlaciónnegativa con la sílice y la relación Hf/Lu es alta.

La escasa anomalía negativa en Eu pondría demanifiesto la existencia de procesos poco signifi-cativos de fraccionación de plagioclasa, hecho se-ñalado también por la correlación negativa nomuy pronunciada de Sr y de las relaciones Sr/Nd(27-8) y Sr/Y (32-8) respecto a la sílice (Altherret al., 1995). Sin embargo, en las rocas gabroicasexisten evidencias petrográficas de fraccionaciónde piroxeno y plagioclasa como es la presencia deheteroadcumulados. Además existen evidenciasde reacciones Opx + Liqinvariante => Bt + Hbl (Co-rretgé et al, 1970) y Opx + Liqperitéctico => Bt (Co-rretgé, 1969) (coronas de biotita alrededor de or-topiroxeno) que empobrecen el líquido en La yenriquecen en Yb. En estos casos, la ausencia deanomalía negativa en Eu podría quizás explicarse

por la fraccionación conjunta especialmente deortopiroxeno y plagioclasa.

Consideraciones petrogenéticas y conclusiones

El conjunto intrusivo de Salas-Belmonte muestra enlos distintos diagramas de variación tendencias evo-lutivas continuas y sin lagunas composicionales, delo que se deduce que estas rocas estarían relaciona-das genéticamente. Aunque las tendencias evoluti-vas del CaO y Fe2O3 son características de las seriescalcoalcalinas y sí podrían ajustarse a procesos desimple cristalización fraccionada, la dispersión ob-servada en los contenidos de Al2O3 y MgO, y elcomportamiento del K2O (Fig. 2) y algunos elemen-tos traza indican claramente que no es una evolu-ción magmática en un sistema simple, sino que setrata de un sistema heterogéneo. Existen, además,


Figura 7. Espectros de tierras raras normalizados respecto al condrito de Evensen et al. (1978), caracterizados por escasa o inexistente anomalíanegativa en Eu. Se incluyen los valores máximos y mínimos de las relaciones más significativas.

evidencias de procesos de asimilación desde nivelesrelativamente profundos de la corteza (enclaves res-títicos de plagioclasa, piroxeno, espinela herciníticay magnetita; xenolitos de formas redondeadas y xe-nocristales de granate) y de mezclas magmáticas(presencia de enclaves microgranudos, zonadoscomplejos de plagioclasas con resorción entre zo-nas, formas corroidas y desarrollo de coronas en losmáficos, xenocristales de cuarzo, etc.).

Algunas características petrográficas y geoquími-cas (principalmente presencia de olivino en las ro-cas más básicas y composición de las biotitas) soncoherentes con la participación de una fuente man-télica en la génesis. Ahora bien, los bajos conteni-dos de las rocas gabroicas de Salas-Belmonte enNi, Cr y Mg (MgO < 6%) indican que los fundidosbásicos no son magmas primarios, sino derivadosmantélicos que ya han sufrido procesos de fraccio-nación de olivino y/o piroxenos. Se trataría demagmas relativamente pobres en agua como sepuede deducir de la ausencia de anfíbol como fasemagmática primaria. Los desequilibrios mineralesobservados podrían ser resultado de la mezcla delos diferenciados mantélicos con fundidos cortica-les, así como del desarrollo de reacciones peritécti-cas Opx + Liq => Bt, que implican incremento ensílice del fundido residual.

El enriquecimiento en LILE y HFSE de las rocasmás básicas de Salas-Belmonte y, en general, detodas las de la Cordillera Cantábrica, da lugar a es-pectros composicionales que presentan similitudescon los de los basaltos de arcos volcánicos transi-cionales e incluso con los basaltos intraplaca de losmodelos de Pearce (1982). El alto contenido enHFSE refleja un enriquecimiento de la fuente man-télica por fusión de litosfera subcontinental intra-placa (Pearce, 1982; Brown et al. 1984), y bajas ta-sas de fusión parcial (Pearce 1982). El enriqueci-miento en elementos LIL puede atribuirse igual-mente a la existencia de un manto de tipo intrapla-ca; no obstante, este enriquecimiento también po-dría resultar de la existencia de un manto, enrique-cido metasomáticamente por fluidos derivados desedimentos en una zona de subducción, o bien aprocesos de asimilación cortical durante el ascenso(Pearce, 1982; Hildreth y Moorbath, 1988).

En Salas-Belmonte el carácter ya evolucionado delos magmas básicos impide determinar y distinguir

el grado de enriquecimiento del manto en elemen-tos LIL previo a la formación de dichos magmas,del enriquecimiento adquirido durante las primerasetapas evolutivas de estos magmas (cristalizaciónfraccionada y mezcla con fundidos basicorticales) odel debido a asimilación cortical durante el ascenso.

Los valores de las relaciones Ba/La (14-33), Ba/Nb(31-84), Rb/Cs (13-55), y la disminución de las rela-ciones Rb/Cs, Nb/U (19-2) y Nb/Th (2,14-0,22) conel aumento de la sílice serían indicativos de proce-sos de asimilación cortical (Altherr et al., 1995).Con ello es coherente el incremento observado en elenriquecimiento en K, Rb, Ba y Th, en los espectrosnormalizados, hacia las rocas más ricas en sílice deSalas-Belmonte y, a nivel general, en las rocas ígne-as de la Cordillera Cantábrica en donde las rocas bá-sicas (SiO2 < 50 %) muestran enriquecimiento pocosignificativo en K, Rb y débil en Ba.

Existen indicios consistentes de procesos de conta-minación desde niveles profundos en un régimende temperatura lo suficientemente elevada que fa-voreciese altas tasas de asimilación originando unpredominio de rocas con contenidos relativamentealtos en sílice (60-70 %). Se trata de la presenciade inclusiones xenolíticas de carácter restítico y defundidos con características claramente corticales.Asimismo, las rocas más diferenciadas (Boinás ygranodioritas de Pontigo-Villaverde) contienen di-ferentes poblaciones de circones: una población,característica de series anatécticas corticales, y otrade series subalcalinas (Corretgé et al., 1990). Sinembargo, la falta de datos composicionales e isotó-picos de los posibles contaminantes impide cuanti-ficar la importancia de dichos procesos.

Como hipótesis razonable, la evolución de estemagmatismo podría responder a un proceso com-plejo tipo MASH (Hildreth y Moorbath, 1988), queimplica la evolución de magmas de origen mantéli-co que sufren procesos de asimilación, almacenajey homogenización en la transición manto-corteza,y a procesos de tipo AFC (asimilación + cristaliza-ción fraccionada) (DePaolo, 1981).

El desarrollo de este magmatismo calcoalcalino enetapas tardi-orogénicas, puede estar relacionado oencuadrarse, de acuerdo con Harris et al. (1986) yLagarde et al. (1992), en dos tipos de esquemas ge-otectónicos: i) Por un lado, en relación con un régi-


men de relajación térmica posterior al engrosamien-to cortical post-colisión; en esta situación podríaproducirse fusión del manto por descompresiónadiabática la cual, a su vez, inducirá la fusión de ni-veles corticales inferiores y la creación de magmascalcoalcalinos sin relación directa con procesos desubducción; ii) Alternativamente, pudo tener lugaruna subducción subsidiaria en la que se vería impli-cado un bloque de litosfera continental; esto permi-tiría la hidratación y fusión parcial del manto inme-diato al bloque continental subducido generandomagmas de filiación calcoalcalina similares o com-parables a los de arcos volcánicos continentales cal-

coalcalinos. En esta segunda situación las rocas deSalas-Belmonte, ricas en LILE, HFSE y con rela-ciones HFSE/LILE relativamente altas, podrían sercomparadas con granitoides calcoalcalinos propiosde arcos volcánicos maduros -continentales-, conparticipación de litosfera subcontinental intraplacaen zonas alejadas del frente activo.

Agradecimientos.

Este trabajo ha sido financiado por la DGICYT en el marco del proyec-to PB-94-1338. Agradecemos a L. R. Pevida, en representación de RíoNarcea Gold Mines, la cesión de algunas muestras utilizadas en la rea-lización de este trabajo.


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